廈門(mén)永宏亞得機電科技有限公司 李清流
摘要：本文以一個(gè)典型的遠程通訊工程為例，介紹了基于電話(huà)線(xiàn)路的遠程通訊系統設計和軟硬件細節。
關(guān)鍵詞：遠程通訊 調制解調器 PLC VB6.0
Abstract:：This paper takes a typical remote communication project as an example, and introduces the realization of the software and hardware in the remote communication system based on telephone line in detail,
Key words: Remote communication Modem PLC VB6.0
1引言
隨著(zhù)計算機和通訊技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)測量和控制中廣泛需要遠程通訊。遠端PLC等下位機做生產(chǎn)控制，本地計算機需要實(shí)時(shí)監測或參與控制生產(chǎn)現場(chǎng)的參數。實(shí) 現以上要求的一個(gè)簡(jiǎn)便的途徑是利用覆蓋面廣泛的公用電話(huà)網(wǎng)，使PLC等下位機利用調制解調器（MODEM）和計算機的調制解調器連接通訊，即可完成硬件上 的連接。如圖1所示。在軟件方面，由遠端下位機軟件控制和遠程監控站軟件兩部分組成。考慮到本地監控站軟件只做數據監測或少許控制且編程相對簡(jiǎn)單，所以本 地監控站的編程軟件可以直接用高級語(yǔ)言。
2系統概述
本文以一個(gè)實(shí)際的小水電站的瀉水閘門(mén)程控工程為例，著(zhù)重敘述永宏P(guān)LC和PC做遠程通訊的實(shí)現細節。系統的下位機控制采用永宏公司的FBs系列PLC對水庫瀉水閘門(mén)進(jìn)行開(kāi)度檢測和開(kāi)度控制，監控站的界面編程采用VB6.0編寫(xiě)。
硬件配置：遠端FBs-CB25+ FBs-10MAU＋ECOM外置MODEM＋PWS1711
本地PC（含普通內置MODEM）
該系統主要控制要求，通過(guò)FBs-10MA外接一個(gè)旋轉編碼器檢測閘門(mén)所在位置，然后跟據現場(chǎng)人機界面或者PC端（下游5Km處）的設定位置來(lái)控制牽引閘 門(mén)的馬達正反轉，從而使閘門(mén)上升或下降到指定的位置。FBs-CB25所擴展得到的通訊口2（RS485）用于PWS1711的通訊，通訊口 1（RS232）用于連接MODEM，另外，主機上的可USB口用于連接調試用的筆記本電腦。



圖1系統組成

3調制解調器工作方式和設定
3.1 調制解調器工作原理
調制解調器分成兩種模式，命令模式和聯(lián)機模式。當調制解調器沒(méi)有和其它設備連接時(shí)，其處于命令模式，這時(shí)下達給調制解調器的指令時(shí)作調制解調器本身設定或 者動(dòng)作用的。當調制解調器已經(jīng)和其它的設備連接上時(shí)，此時(shí)調制解調就是處于聯(lián)機模式，所有在此時(shí)由計算機送到調制解調器的訊息都將由經(jīng)電話(huà)線(xiàn)傳送到其它設 備上。
用于控制調制解調器的特定指令集被稱(chēng)為“AT指令集”，通過(guò)該指令集，從最基本的音量控制到內建參數設置的改變，都可以由VB經(jīng)過(guò)串行端口而對調制解調器 下達控制指令。AT命令集是調制解調器通訊接口的工業(yè)標準。所有的AT命令都以字符AT開(kāi)始,作為前綴。前綴AT用以引起調制解調器的注意 (Attention)檢測計算機串行通訊口發(fā)送信號的速率,識別字符格式,包括字符長(cháng)度和奇偶設定等。
調制解調器撥號之后,等待對方調制解調器送來(lái)的載波信號。如果在一給定時(shí)間內沒(méi)有檢測到載波, 調制解調器自動(dòng)釋放線(xiàn)路并送回結果碼NOCARRIER，如果檢測到載波信號, 調制解調器即送結果碼CONNECT + 波特率,就進(jìn)入聯(lián)機狀態(tài),即可與遠方系統進(jìn)行通訊。
3.2 PLC連接調制解調器原理及其設置
在該系統中， PC做為主站，必須控制調制解調器主動(dòng)撥號，另外，在確認調制解調器和PLC的調制解調器聯(lián)機成功后控制它進(jìn)入聯(lián)機模式，開(kāi)始存取PLC數據。主站控制調制解調器撥號連接細節見(jiàn)下節，這里詳述PLC端對調制解調器的設置方法。
PLC端PLC上電后必須初始化調制解調器，設置成自動(dòng)應答來(lái)電狀態(tài)。在這里把PLC初始化調制解調器的AT指令組合稱(chēng)為“MODEM驅動(dòng)程序”。永宏 PLC通過(guò)Port1來(lái)控制調制解調器，并把這種軟件界面稱(chēng)為調制解調器專(zhuān)用界面。如圖2設定或者設定特殊暫存器R4149的高八位為55H就可以把 Port1設置為調制解調器專(zhuān)用界面，在該界面下PLC會(huì )啟用“MODEM驅動(dòng)程序”，此時(shí)，雖CPU仍然使用永宏〝標準通訊驅動(dòng)程序〞來(lái)管理Port1 的通訊，但必須通過(guò)調制解調器來(lái)聯(lián)機，在通訊進(jìn)行前，Por t1主控權是交由〝MODEM驅動(dòng)程序〞管理，此時(shí)無(wú)法對PLC作任何存取動(dòng)作。“MODEM驅動(dòng)程序”即將調制解調器設為接收模式，并等待遠方調制解調 器撥號進(jìn)來(lái)，一旦收發(fā)雙方調制解調器聯(lián)機成功，則PLC立即脫離接收模式，而進(jìn)入聯(lián)機狀態(tài)，Port1控制權交由永宏〝標準通訊驅動(dòng)程序〞管理。此時(shí)遠方 調制解調器便可任意存取或控制此PLC主機了。

圖2 本地調制解調器設置
調制解調器設置如圖2所示，在PLC聯(lián)機狀態(tài)下，選取菜單中的“PLC”→“設定”→“Port1設定”來(lái)到圖2，選擇單選框的第二項“透過(guò)MODEM作 遠程CPU_Link”，該PLC一上電就通過(guò)自帶的“MODEM驅動(dòng)程序”把Port1設置為調制解調器專(zhuān)用界面。另外，通訊格式設置為同調制解調器相 同的N，8，1，為提高通訊效率可以把通訊速率設置為38400bps,或者更高（最高為115200bps）。
4 PC端程序設計
4.1 撥號程序設計
PC端將以VB6.0所帶的通信控件MSCOMM進(jìn)行通信軟件的開(kāi)發(fā)，利用該控件控制串口實(shí)現對MODEM的控制。控制步驟如下：
一．通信參數設置
設置串口端口號，波特率，數據位，停止位，奇偶校驗位及設置硬件握手協(xié)議，然后向MODEM發(fā)出DTR(已準備好)信號一便接管MODEM，程序如下：
If MSComm1.PortOpen Then
MSComm1.DTREnable = True
Else
MSComm1.DTREnable = False
End If
二．對MODEM初始化
發(fā)出一些命令來(lái)設置參數，其中S0=n(n>=1)自動(dòng)應答.n為響鈴次數；E0/E1關(guān)閉/打開(kāi)命令字符回應；Q0/Q1設置MODEM返回/不 返回結果碼；M0/M1關(guān)閉/打開(kāi)MODEM揚聲器；Ln(n>=0)設置MODEM揚聲器音量；P/T設置MODEM脈沖/音頻撥號；程序如下：
If MSComm1.PortOpen Then
Do While Not MSComm1.CTSHolding: Loop
TXD= "ATS0=1E1Q0M1L2T" + Chr(13)
MSComm1.Output = TXD
End If
三．進(jìn)行撥號
向MODEM發(fā)出ATD命令，程序如下：
MSComm1.Output="ATD" & "05925998499"+Chr(13)
當發(fā)送“ATD”+ 電話(huà)號碼 + Chr(13)時(shí)，MODEM就開(kāi)始撥號，撥號需要一定的時(shí)間，在撥號的過(guò)程中可以不斷讀取MODEM的CD指示燈的狀態(tài)，當電話(huà)撥通后CD指示燈會(huì )點(diǎn) 亮。并返回“CONNECT + 波特率”的信息。如果MODEM向PC的回應字符串中含有"Connect"或CDHolding屬性值變?yōu)門(mén)rue(檢測出載波)，則表示已與遠方 MODEM連機了，此時(shí)可以傳輸數據。
當電話(huà)撥通后，MODEM不再接收AT指令，要使其回到命令狀態(tài)，則必須發(fā)送“+++”信息，使MODEM回到命令狀態(tài)，然后發(fā)送“ATH”+ Chr(13)則可以?huà)鞌嚯娫?huà)，程序如下：
MSComm1.Output="ATH" +Chr(13)
4.2 通訊程序設計
一．永宏P(guān)LC通訊協(xié)議
永宏P(guān)LC 通訊訊息格式可概分為6個(gè)數據域位， 如下圖3所示，具體解釋如下：

圖 3 永宏P(guān)LC通訊協(xié)議訊息格式
⑴．開(kāi)頭字符（STX）：ASCI I碼之開(kāi)始字符STX。
⑵．從站號碼：為兩位數之16進(jìn)制數值。
⑶．命令號碼：為兩位數之16 進(jìn)制數值，為由主系統要求從系統所執行之動(dòng)作類(lèi)別。
⑷．本文資料：本文數據可為0（無(wú)本文數據）～500個(gè)ASCII字符。
⑸．偵誤值(CHECKSUM)： 偵誤值系將前述～將各ASCII字符之16進(jìn)制數碼值（8位長(cháng)度）從頭至尾依序相加，但不考慮進(jìn)位，因此最終結果為偵誤值。
⑹．結尾字符（ETX）：ASCI I碼之結尾字符ETX之16進(jìn)制數碼為03H。。
二．讀數寫(xiě)數
本系統操作PLC的關(guān)鍵數據主要是水位的設定值PV=R0和當前值CV=R1，即要對暫存器R0進(jìn)行寫(xiě)操作，R1進(jìn)行讀操作；
依照協(xié)議VB設計的通訊程序必須指定一個(gè)命令碼，向PLC請求數據讀取，查的該命令碼為“46”，解釋為：連續多個(gè)緩存器之數據讀取。讀取R1的PC命令的ASCII碼寫(xiě)法為：
“STX＋ 01（站號）＋46（命令碼）＋01（連續數據個(gè)數）＋R00001（數據開(kāi)始地址）＋LRC（偵誤值）＋ETX”
依照協(xié)議VB設計的通訊程序必須指定一個(gè)命令碼，對PLC緩存器數據寫(xiě)入，查的該命令碼為“47”，解釋為：連續多個(gè)緩存器之數據寫(xiě)入。寫(xiě)入R0的PC命令的ASCII碼寫(xiě)法為：
“STX＋ 01（站號）＋47（命令碼）＋01（連續數據個(gè)數）＋R00000（數據開(kāi)始地址）＋XXXX（寫(xiě)入的數據資料，16進(jìn)制）＋LRC（偵誤值）＋ETX”
讀取當前值CV=R1，程序如下
Private Sub Timer1_Timer()
MSComm1.Output= Chr(2)+ “014601R00001”+ Lrc(“014601R00001”)+Chr(3)
Delay (10) '延時(shí)
CV = Val("&H" + Mid(MSComm1.Input, 7, 4)) '數據處理，R0放于CV
CV.Text = CV
End Sub
寫(xiě)入設定值PV=R0，程序如下
Private Sub Command1_Click()
If Len(Hex(PV.Text)) = 4 Then PV = Hex(PV.Text)
If Len(Hex(PV.Text)) = 3 Then PV = "0" + Hex(PV.Text
If Len(Hex(PV.Text)) = 2 Then PV = "00" + Hex(PV.Text)
If Len(Hex(PV.Text)) = 1 Then PV = "000" + Hex(PV.Text) '10進(jìn)制轉換16進(jìn)制
MSComm1.Output=Chr(2)+ “014701R00000”+ PV + +Lrc(“014701R00000” & PV)+Chr(3)
End Sub
三．偵誤值(CHECKSUM)計算
為VB的編程方便，把該計算做成單獨一個(gè)子程序，依所有數據累加，舍棄進(jìn)位的規則VB的LRC編程如下：
Private Function Lrc(Dats) As String
Dim i
Dim Sum
Sum =2
For i = 1 To Len(Dats)
Sum = Sum + Asc(Mid(Dats, i, 1))
Next i
Lrc = Right("0" + Hex(Sum + 2), 2)
End Function
5結束語(yǔ)
采用基于MODEM通訊的設計極方便地實(shí)現該小電站生廠(chǎng)調度，在這種只需短時(shí)間連接控制的系統應用上可以大幅度地減小通訊成本，具有一定的推廣價(jià)值。另 外，通過(guò)MODEM的連接，利用永宏編程軟件可以實(shí)現該設備的遠程程序調試修改，通過(guò)兩個(gè)MODEM還可以實(shí)現兩臺遠程PLC的CPU連接通訊等。

參考文獻
1． 中文Visuail Basic 6.0程序設計教程．北京：冶金工業(yè)出版社，2000
2． FBs-PLC使用手冊Ⅱ【高級應用篇】．永宏電機股份有限公司，2004
3． 永宏P(guān)LC通訊協(xié)議．永宏電機股份有限公司，2004
4． 龍維AT指令集．深圳市龍維電子科技有限公司，2003

作者簡(jiǎn)介
李清流（1978－） 男 從事自動(dòng)化系統和應用工作。